دوپار آبی

دوپار آبی^{^{[نیازمند منبع]}} (به انگلیسی: water dimer) از دو مولکول آب تشکیل شده‌است که با پیوند هیدروژنی به‌هم متصل هستند. این کوچک‌ترین خوشه آب است. از آنجا که ساده‌ترین سامانه مدلی برای مطالعه پیوند هیدروژنی در آب است، هدف بسیاری از مطالعات نظری^[۱]^[۲]^[۳] (و بعداً تجربی) بوده‌است که به آن «موش آزمایشگاهی نظری» گفته می‌شود.^[۴]

انرژی پیوندزنی اولیه بین دو مولکول آب ۵–۶ کیلوکالری در مول تخمین زده می‌شود، اگرچه مقادیر بین ۳ تا ۸ بسته به روش به دست آمده‌است. انرژی تفکیک اندازه‌گیری‌شده به‌طور تجربی (شامل اثرات کوانتومی هسته‌ای) ₂(H₂O) و ₂(D₂O) 0.03 ± 3.16 kcal/mol (۱۳٫۲۲ ± 0.12 kJ/mol)^[۵] و ۳٫۵۶ ± 0.03 kcal/mol است. (۱۴٫۸۸ ± 0.12 kJ/mol),^[۶] به ترتیب. مقادیر مطابقت عالی با محاسبات دارند.^[۷]^[۸] فاصله O-O حالت-پایه ارتعاشی به‌طور تجربی در حدود Å ۲٫۹۸ اندازه‌گیری می‌شود؛^[۹] پیوند هیدروژنی تقریباً خطی است، اما زاویه با صفحه مولکول گیرنده حدود ۵۷ درجه است. حالت-پایه ارتعاشی به عنوان دوپار آبی خطی شناخته می‌شود (در شکل سمت راست نشان داده شده‌است) که یک قسمت بالا کشیده‌است (یعنی از نظر ثابت‌های دورانی^{^{[نیازمند شفاف‌سازی]}}، A > B ≈ C). دیگر پیکربندی‌های موردعلاقه شامل دوپار حلقوی و دوپار دوشاخه است.

منابع[ویرایش]

↑ Buckingham, A. D. The hydrogen bond, and the structure and properties of water and the water dimer. Journal of Molecular Structure 1991, 250, 111-18.
↑ Goldman, N. , Leforestier, C. , and Saykally, R. J. , Water Dimers in the Atmosphere II: Results from the VRT(ASP-W)III Potential Surface, Journal of Physical Chemistry A, 2004, 108, p. 787-794.
↑ Schütz, M. ; Brdarski, S. ; Widmark, P. -O. ; Lindh, R. ; Karlström, G. The water dimer interaction energy: Convergence to the basis set limit at the correlated level, Journal Chemical Physics, 1997, 107, 4597-4605.
↑ Jeffrey, G. A. ; An Introduction to Hydrogen Bonding (Topics in Physical Chemistry). Oxford University Press, USA (March 13, 1997). شابک ‎۰−۱۹−۵۰۹۵۴۹−۹
↑ Rocher-Casterline, B. E. ; Ch'ng, L. C. ; Mollner, A. K. ; Reisler, H. Journal of Chemical Physics 2011, 115, 6903-6909 doi:10.1063/1.3598339
↑ Ch'ng, L. C. ; Samanta, A. K. ; Czakó, G. ; Bowman, J. M. ; Reisler, H. Journal of American Chemical Society 2012, 134, 15430 doi:10.1021/ja305500x
↑ Shank, Alex; Wang, Yimin; Kaledin, Alexey; Braams, Bastiaan J.; Bowman, Joel M. (2009-04-14). "Accurate ab initio and "hybrid" potential energy surfaces, intramolecular vibrational energies, and classical ir spectrum of the water dimer". The Journal of Chemical Physics (به انگلیسی). 130 (14). doi:10.1063/1.3112403. ISSN 0021-9606.
↑ Leforestier, Claude; Szalewicz, Krzysztof; van der Avoird, Ad (2012-07-07). "Spectra of water dimer from a new ab initio potential with flexible monomers". The Journal of Chemical Physics (به انگلیسی). 137 (1). doi:10.1063/1.4722338. ISSN 0021-9606.
↑ Scheiner, S. Ab initio studies of hydrogen bonds: the water dimer paradigm. Annual Review of Physical Chemistry 1994, 45, 23-56.

[1] Buckingham, A. D. The hydrogen bond, and the structure and properties of water and the water dimer. Journal of Molecular Structure 1991, 250, 111-18.

[2] Goldman, N. , Leforestier, C. , and Saykally, R. J. , Water Dimers in the Atmosphere II: Results from the VRT(ASP-W)III Potential Surface, Journal of Physical Chemistry A, 2004, 108, p. 787-794.

[3] Schütz, M. ; Brdarski, S. ; Widmark, P. -O. ; Lindh, R. ; Karlström, G. The water dimer interaction energy: Convergence to the basis set limit at the correlated level, Journal Chemical Physics, 1997, 107, 4597-4605.

[4] Jeffrey, G. A. ; An Introduction to Hydrogen Bonding (Topics in Physical Chemistry). Oxford University Press, USA (March 13, 1997). شابک ‎۰−۱۹−۵۰۹۵۴۹−۹

[5] Rocher-Casterline, B. E. ; Ch'ng, L. C. ; Mollner, A. K. ; Reisler, H. Journal of Chemical Physics 2011, 115, 6903-6909 doi:10.1063/1.3598339

[6] Ch'ng, L. C. ; Samanta, A. K. ; Czakó, G. ; Bowman, J. M. ; Reisler, H. Journal of American Chemical Society 2012, 134, 15430 doi:10.1021/ja305500x

[7] Shank, Alex; Wang, Yimin; Kaledin, Alexey; Braams, Bastiaan J.; Bowman, Joel M. (2009-04-14). "Accurate ab initio and "hybrid" potential energy surfaces, intramolecular vibrational energies, and classical ir spectrum of the water dimer". The Journal of Chemical Physics (به انگلیسی). 130 (14). doi:10.1063/1.3112403. ISSN 0021-9606.

[8] Leforestier, Claude; Szalewicz, Krzysztof; van der Avoird, Ad (2012-07-07). "Spectra of water dimer from a new ab initio potential with flexible monomers". The Journal of Chemical Physics (به انگلیسی). 137 (1). doi:10.1063/1.4722338. ISSN 0021-9606.

[9] Scheiner, S. Ab initio studies of hydrogen bonds: the water dimer paradigm. Annual Review of Physical Chemistry 1994, 45, 23-56.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]